化学实验情境教学法论文

2022-04-21

摘要:有效的化学问题情境的创设,可以激发学生的学习兴趣,引发学生的深层思考,提高学生的思维能力,产生学习的内驱,真正做到主动学习,体现以学生为主体的教育教学理念。下面小编整理了一些《化学实验情境教学法论文(精选3篇)》,仅供参考,希望能够帮助到大家。

化学实验情境教学法论文 篇1:

交互式仿真化学实验学习工具的设计评析

摘要: 从内容层次、实验情境和学习任务等视角,分析英国皇家化学会开发的“滴定屏幕实验”的适用范围和实用价值,评析这一交互式仿真化学实验学习工具内容设计的特點,旨在为类似虚拟化学学习工具的设计提供一些有益的参考。

关键词: 仿真化学实验; 交互式学习工具; 滴定屏幕实验

文献标识码: B

化学实验是化学学习的重要途经,也是学生进行科学探究的重要方式[1]。良好的化学实验技能对于学生有效掌握化学知识,提升化学学习能力能够发挥重要的促进作用。然而,由于受到各种主客观条件的限制,在真实的实验学习环境下,一般难以保证学生对实验技能进行反复练习和强化,同时也难以在实验操作的过程中给予所有学生即时的反馈与评价。因此,传统的实验教学过程存在着实践机会少、矫正不及时等不足。随着信息技术与学科教学整合的不断深化,在科学教育领域出现了许多虚拟仿真实验的学习工具,这些学习工具通过形象的操作动画和完善的交互设计让学生能够较为真切地感知科学实验的过程,而且给予学生反复实践的机会,以加深他们对实验的理解。教师既可以利用这些学习工具让学生在真实实验之前充分地熟悉实验程序和操作规范、理解实验的原理,为真实环境下的实验学习打好基础,也可以将其作为实验学习之后的扩展练习,让学生在课后进一步巩固与强化实验学习的成果。

滴定屏幕实验(Titration screen experiment)是由英国皇家化学会(Royal Society of Chemistry)与布里斯托大学(University of Bristol)、学习科学公司(Learning Science)合作开发的一个面向高中学生可免费使用的化学实验学习数字资源,其设计的主要目的是通过交互式的屏幕实验使学生在独特而引人入胜的环境中进行酸碱中和滴定实验与氧化还原滴定实验,以增强学生对滴定分析的理解,提高学生与实验室滴定有关的实践技能[2]。该虚拟实验学习工具在知识性、交互性、仿真性、智能性、可重复性等方面的设计较为完善,而且在学习层次、学习情境和学习过程的设计方面相较于其他同类型的学习工具而言还有一些鲜明的特点。因此,本文将以交互式仿真化学实验学习工具的设计为视角,分析滴定屏幕实验内容设计的特点,从而为类似化学学习工具的设计提供一些有益的参考。

1内容层次的设计

滴定屏幕实验在内容设计上并没有以一个单一的实验项目形式呈现,而是设计成了4个不同水平且相对独立的实验项目(以下简称水平1、水平2、水平3、水平4)。这些实验项目都围绕“滴定分析”这个主题展开,在内容设计上既表现出一定的相似性,又表现出清晰的层次性。这种层次设计的出发点是为了满足高中阶段不同年级、不同水平学生的学习需求,而各个实验项目设计的主要依据是英国高中不同阶段的化学课程标准。英国的高中教育主要包括两个阶段,分别是关键阶段4(Key Stage 4)和关键阶段5(Key Stage 5)[3]。在学习阶段的划分上,水平1对应的目标学生水平是关键阶段4,学生的年龄段处于14~16岁之间,而水平2到水平4对应的目标学生水平是关键阶段5,学生的年龄段处于16~18岁之间。在课程层次的划分上,水平1对应的主要是英国普通中等教育证书GCSE水平化学课程的相关领域,而水平2到水平4对应的主要是英国普通中等教育证书高级水平(Alever)化学课程的相关领域。滴定屏幕实验依据不同的学习阶段和课程层次对实验项目进行设计与呈现,一方面拓展了学习工具的适用范围,另一方面也提升了学习工具的实用价值(见表1)。

L4关键阶段5(Key Stage 5)Alevel水平①pH曲线、等当点和指示剂选择;②溶液稀释计算;③氧化还原滴定法(KMnO4/Fe2+);④确定离子反应方程式。

为了进一步梳理不同水平实验项目之间的层次关系,我们参考英国皇家化学会编制的《滴定屏幕实验教师注释》(Titration screen experiment teacher notes)这一文件,从实验方法、实践技能发展和主要学习成果这三个方面进行横向比较与分析(见表2)。从实验方法上看,水平1、水平2和水平3采用的是酸碱滴定法,而水平4采用的是氧化还原滴定法。在酸碱滴定学习的基础之上学习氧化还原滴定,可以拓展学生对滴定方法的认知,使其更好地把握滴定这种定量分析方法的实质。同时,从水平1到水平3,酸碱滴定法所采用的酸碱类型也不尽相同,从强碱滴定强酸到强碱滴定弱酸,再到强酸滴定弱碱,这一系列的变化可以从物质和反应层面逐步完善学生对于酸碱滴定原理的认识。

从实践技能的发展来看,各个实验水平所体现出的实践技能较为一致,基本涵盖了滴定分析实验操作的主要方面,保证了不同实验水平实践技能学习的完整性和延续性。另外,水平2和水平3相较于水平1增添了“使用pH探针监测pH变化”这一实践技能,在技能拓展的同时,也在操作层面上将滴定过程认知的视角从定性转至定量,体现出不同实验水平实践技能学习的递进性。

从主要学习成果上看,各个实验水平所体现的学习成果主要集中在技能层面,包括实验操作技能、化学计算技能、方程式书写技能、实验数据处理技能等。随着实验水平的逐步推进,这些技能性学习成果可以得到不断的检验和强化,从而保证滴定屏幕实验相关实验技能学习的效果。

2实验情境的设计

滴定屏幕实验的各个实验项目都是围绕生动、具体的学习情境展开的。这些情境的创设一方面紧扣“滴定分析”这一实验主题,将情境线索贯穿于整个实验项目的学习之中,实现了内容与形式的统一;另一方面也与学生的生活实际紧密相关,将滴定分析与环境保护、产品质量检验联系起来,让学生在真实的情境之中学习实验技能。滴定屏幕实验对于学习情境的营造与呈现体现在实验项目的多个要素之上,包括实验名称、实验目的、实验过程和实验结论(见表3),凸显情境设计的真实性和连续性。实验名称和实验目的的情境化将学习内容转化为学生想要解决的实际问题,从而激发学生的学习兴趣;实验过程的情境化将滴定分析应用于真实情境中实际样本的物质含量测定,需要学生根据样本的特点配制待测液,使实验过程的模拟更为真切;实验结论的情境化将滴定分析结果与河流水质标准或产品质量标准进行对照,引导学生在实验事实的基础之上对河流污染程度或产品质量做出正确的判断,从而体现滴定分析实验的应用价值。实验项目各个要素的情境化设计将滴定分析的学习过程表现为实际问题的解决过程,在应用层面和情感层面上充分发挥滴定屏幕实验的育人价值。

实验名称情境化实验目的情境化实验过程情境化实验结论情境化

L1: 受污染的溪流油罐车溢出物中的盐酸污染了溪流。通过酸碱滴定确定溪流中盐酸的浓度,并判断其是否在可接受的范围内。用氢氧化钠标准液滴定不同采样点采集的受污染河水样本。滴定结果对照水质标准(河流酸性条件标准),判断溪流不同位置的污染程度。

L2: 阿司匹林含量测定通过弱酸/强碱滴定确定一批阿司匹林药片中阿司匹林的含量。用氢氧化钠标准液滴定由阿司匹林药片配制的阿司匹林溶液。滴定结果对照阿司匹林片剂质量标准,判断阿司匹林片剂中的阿司匹林含量是否在可接受范围内。

L3: 护发产品通过弱碱/强酸滴定分析一批护发产品中氨的浓度,以确定其是否在安全范围内。用盐酸标准液滴定护发产品中的氨溶液。滴定结果对照护发产品标签和化妆品安全信息规定中对氨含量的规定,判断标签含量是否虚标以及氨的浓度是否在安全范围内。

L4: 补铁片通过氧化还原滴定测定铁补充片中的Fe2+(aq)浓度。用高锰酸钾标准液滴定由补铁片配制的水溶液。滴定结果对照补铁片标签,判断标签含量是否虚标以及每片补铁片中的铁含量是否超过铁元素的日摄入量。

3学习任务的设计

滴定屏幕实验为了有效支撑学生的自主学习,将实验学习的过程划分成一个个小的学习任务,并按照一定的认知顺序将学习任务系统地排列起来进行呈现。在任务完成的过程中,学生可以获得即时的反馈,确认自己的实验操作或者回答是否正确,如果正确便可以进入下一个阶段的学习,如果不正确则需要根据提示信息进行重复学习。因此,滴定屏幕实验学习任务的系统设计非常符合程序教学法的基本特点,能够让不同水平的学生积极参与到学习之中,不断强化学习效果,从而提升实验学习的实效性。为了更好地说明滴定屏幕实验学习任务设计的特点,下面将从整体设计和局部设计两个方面进行分析。

3.1学习任务的整体设计

从整体上进行分析可以发现,滴定屏幕实验的各个实验项目所设置的学习任务类型及其呈现的顺序基本一致(见表4)。通过这些学习任务的步步推进让学生经历一个相对完整的实验学习过程,从实验前认识实验目标、学习理论知识到实验中进行实验操作、现象观察和数据分析,再到实验后对实验过程进行反思和总结。如此一步一步地展开学习,可以在学生的头脑中逐渐形成一个相对稳定的实验学习思路(见图1),进而提升他们的实验学习能力。

3.2学习任务的局部设计

3.2.1理论学习

滴定屏幕实验各个实验项目的理论学习阶段主要包括两个学习任务,分别是观看视频和理解考查。观看视频是通过微视频形式让学生从真实情境出发对于滴定分析实验的相关原理知识进行学习。以水平4的视频素材为例,视频从“食品标准局(Food Standards Agency)检查补铁药片中铁含量是否正确标示”这一情境出发引出氧化还原滴定这一测试方法,其后从微观角度对氧化还原反应原理和氧化还原滴定原理进行分析,最后对滴定分析实验任务进行简要说明(见图2)。视频内容形象直观、简洁明快,能够让学生在较短的时间内了解相关的原理性知识。观看视频之后的理解考查则是通过5道选词填空题对学生的理论学习成果进行针对性的检验和强化。同样以水平4的理解考查为例,5道试题针对视频内容着重考查学生对氧化还原反应原理和氧化还原滴定原理的理解情况。学生从3个选项中选择1个正确的选项,并将其拖入题干中的对应位置,从而形成完整的内容表述。这种作答方式操作简捷,同时也可以看作是对氧化还原滴定相关理论知识的一种总结。理论学习阶段的学习为后续滴定分析实验的进一步学习做好铺垫。

3.2.2实验实施

实验实施阶段是滴定屏幕实验各个实验项目的主体部分,是对滴定分析实验过程的仿真模拟。在学习过程中,学生一方面需要根据提示信息使用虚拟的化学仪器和药品完成各项实验操作任务,学习滴定分析实验的操作要领;另一方面也要利用相关的化学知识进行实验数据的分析、化学方程式的配平和酸碱指示剂的选择,理解滴定分析实验的基本原理。因此,实验实施阶段的学习任务在设计上体现了“滴定分析”这一学习主题多个方面的知识与技能,能够让学生在实验学习中获得较为完整的学习体验。为了满足不同水平学生的学习需求,各个实验项目实验实施阶段的学习任务在内容设计上也体现出一定的层次性。以“酸碱指示剂的选择”为例(见图3),水平1通过对比滴定前后锥形瓶中溶液颜色的不同,让学生判斷酚酞作为酸碱指示剂的可行性;水平2通过呈现在滴定曲线上标注的不同指示剂的变色范围,让学生选择恰当的酸碱指示剂;而水平3则让学生在滴定曲线上确定滴定终点的范围和等当点,并以此为标准选择适当的酸碱指示剂。由此可以发现,从水平1到水平3,随着学习任务的推进,学生对于酸碱指示剂选择标准的认识在不断深化,从现象层面的指示剂颜色变化要灵敏且明显,逐渐深入到本质层面的指示剂变色范围要包含或靠近酸碱恰好完全反应的等当点,在选择酸碱指示剂的同时也加深了对酸碱滴定原理的认识。

除此之外,滴定屏幕实验亦非常注重实验过程模拟的仿真性。从实验流程上看,滴定分析实验的主要操作步骤在各个实验项目中均有较为完整和细致的体现,而且每一种样品都需要学生先试测一次,再重复测定3次,以降低实验误差的影响,更加贴近真实的实验过程。从实验观察上看,为了让学生准确地把握滴定终点的实验现象,滴定过程中锥形瓶中溶液颜色的变化都是以视频形式呈现的,将真实现象与模拟操作有机结合起来,从而增强了滴定分析实验的仿真效果。

3.2.3知识总结

为了进一步强化学生对于滴定分析过程的认识,水平4在实验实施阶段的学习任务结束之后专门设置了总结性的任务环节,分别从实验操作和化学计算两个方面以问题解决的方式对滴定分析过程中涉及的关键步骤及其先后顺序进行较为全面的总结(见表5)。在学习过程中,学生先要根据自己的理解将学习界面上随机排列的3个计算步骤按照正确的顺序拖入到对应位置,其后以同样的方式确定4个实验操作步骤的正确排列方式,最后再回答4道正误判断题,对每一个实验操作步骤的重要细节和易错点进行巩固和强化。这种问题解决式的知识总结一方面实现了对已学知识的考查与梳理,另一方面也能在一定程度上增强学生知识复习的积极性和主动性。此外,滴定屏幕实验的学习界面上均设置了一个“文件夹”按钮,学生在完成一定的学习任务之后可以点击此按钮进入“实验手册”(lab book)界面对任务内容和相关知识进行及时的回顾和总结。在完成一个实验项目的所有学习任务之后,学生还可以下载图文结合的实验手册文本,并以此对各个实验项目的滴定分析过程进行整体复习,从而提升知识复习的效果。

3.2.4学习反思

滴定屏幕实验的每一个实验项目最后呈现的学习任务都是学习反思任务。学习反思的任务系统会统计学生完成各个阶段学习任务的尝试次数,并以此为标准在学习界面上罗列出学生“表现优异的地方”和“需要改进的地方”。学生可以参照自己的学习表现情况将学习过程中的心得体会和疑难困惑填写在学习界面的文本框中,反馈给化学教师,在对整个学习过程进行反思的同时,也能够帮助教师有针对性地进行课堂教学的设计与准备。另外,各个实验项目在学习反思阶段都会根据项目内容设置一道拓展性的思考题(见表6),要求学生在学习界面的文本框中完成。通过对这些问题的思考,学生可以从多个角度进一步深化对滴定分析实验原理的认识,进而提升学习反思的效果。

实验水平思考题

L1你的滴定分析和快速反应有助于保护特殊地点的某些野生生物。三天后,你再次在所有地点对河流进行采样。你预计结果如何?

L2从你的滴定实验来看,有哪些潜在的误差可能导致实验结果不准确?

L3在该滴定实验中,你使用了已知浓度的盐酸。通常在滴定之前对酸要进行“溶液标准化”,以确保准确知道其浓度。为什么?

L4使用氧化还原滴定法测定片剂中Fe2+离子的浓度时,还有哪些其他因素可能影响氧化还原反应的发生?

4启示

滴定屏幕实验作为一种虚拟的化学实验学习工具,虽然不能取代真实的化学实验,但是它的出现为学生学习滴定分析的知识与技能提供了一种长期有效的工具性课程资源,也为学生的有意义学习创造了一种循序内化的实验学习模式[5]。總结滴定屏幕实验的设计特点,主要有以下三个方面: 首先,滴定屏幕实验的各个实验项目在内容设计上不仅关注对于滴定分析实验过程的仿真模拟,而且也非常注重对于自主学习过程的系统设计,将问题情境、理论学习、实验操作、化学计算、总结反思、考查评价等要素有机整合在一起,形成了一个较为完整的实验学习单元。学生在学习过程中不断地发现问题、分析问题和解决问题,在获取知识的同时也提升了自己的问题解决能力;其次,滴定屏幕实验十分重视对滴定分析过程中的误差分析、指示剂选择、平行实验设计、定容操作、滴定终点判定等影响实验成败的关键因素进行点面结合的重点突出,在保证实验学习效果的同时也有利于培养学生严谨求实的科学态度;最后,滴定屏幕实验在内容设置和水平划分上均以不同阶段的化学课程标准为依据,重点关注相关实践技能的学习和应用,结构清晰、内容紧凑,是对课堂教学的一种有效补充,可以帮助教师提高滴定分析实验的教学质量。

参考文献:

[1]史文景. 浅谈学生化学实验技能的培养[J]. 中华少年: 研究青少年教育, 2012, (3): 229.

[2][4]Royal Society of Chemistry. Titration screen experiment teacher notes [EB/OL]. (20170523) [20200416], https: //edu.rsc.org/download?ac=15369.

[3]王继玲. 英国综合高中课程设置及启示[D]. 长沙: 湖南师范大学硕士学位论文, 2016: 18.

[5]王春. 新课程背景下信息技术与化学教学整合的实践与思考[J]. 中国电化教育, 2007, (8): 63~66.

作者:刘公园

化学实验情境教学法论文 篇2:

创设问题情境 活化课堂教学

摘 要:有效的化学问题情境的创设,可以激发学生的学习兴趣,引发学生的深层思考,提高学生的思维能力,产生学习的内驱,真正做到主动学习,体现以学生为主体的教育教学理念。

关键词:问题情境;激发兴趣;深层思考;提高思维;凸显主线;传承文化

义务教育阶段的化学课程以提高学生的科学素养为主旨,激发学生学习化学的兴趣,让学生学得轻松、学得快乐。而情境教学则是激发学生学习兴趣,充分调动学生学习的主动性和积极性,解决学习中难点困惑的有效途径。本文以2010年12月如东县“黄海潮”两位老师执教人教版第二册第八单元《金属的化学性质》部分课堂实录,浅谈创设问题情境的三个作用。

一、激发兴趣,引发深层思考

情境教学法的核心在于激发学生的情感。因此化学课堂教学应创设合理的教学情境,让学生以轻松愉快的心情去认识五彩缤纷的化学世界,积极探究化学变化的奥秘,形成持续的学习化学兴趣,增强学好化学的自信心。

《金属的化学性质》的课题引入,其中一位老师创设这样的问题情境:“慧眼识金属”——老师让同学比较铝条、铁丝、铜丝3种金属,学生从颜色、硬度等角度区分它们。教师讲述:同学们利用金属的物理性质可以区别这3种金属,如果学习金属的化学性质以后,你会有更多、更巧妙方法来判别它们。今天我们一起来学习金属的化学性质。另一位老师则采取不同的素材创设教学情境:课件展示——“祖传宝物,与您共享”的标题,学生感到非常好奇,接着老师依次展示四种实物:嘉庆年间的“铜钱”、一块“银元”、一枚金光闪闪的黄金戒指及一根生锈的铁钉,(屏幕解说:噢!这枚铁钉是我爷爷在38年前建四合院时留下的,昔日银光闪闪,如今暗淡无比、锈迹斑斑)提问:我家的宝物能否长期保存、代代相传?学生交流讨论。教师由此引出本节课教学内容。

同一课题创设两种不同的教学情境,分别从不同角度引入课题。前者利用生活中常见的不同物质引起学生的关注,增强学生学习的兴趣。以学生已了解的低层次知识为前提,进而学习与此相联的较高层次的内容,使学生感到新旧知识紧密相连,环环相扣,并且有利于学生将新知识主动纳入原有的知识结构之中。学生渴望利用学到的新知识来解决问题。一目了然、直奔主题。

而后者情境创设更为自然巧妙,以真实、生动、直观的祖传宝物为话题,利用实物刺激学生的感官,让学生在真实情境中体验学习的过程。特别是学生看到银元,“哗声一片”,课堂气氛非常活跃,参与热情极高,相互交流彼此获得的感受。个别同学还小声议论:使用时间最短的铁钉面目全非,而嘉庆年间的铜钱只有几处微绣,可是金、银却有明显耀眼的金属光泽。我认为教师应巧妙运用这生成的教学资源“意外的好奇与议论”,对学生进行有效的指导,引发学生进行深层次思考:四种金属“面貌”差别巨大,到底是什么原因引起,物质的存在形式又与什么有关,从它们是否生锈以及生锈的程度,又能获得怎样的信息。学生会在交流、讨论中得到更多的收获:如金属可以与氧气反应;并非所有的金属都能与氧气反应;根据金属与氧气是否与反应以及与氧气反应难易程度可以比较不同金属化学性质的活动性。而且这一问题创设与课堂主线紧密相联,贯穿教学过程的始终,并且以此内容为中心进行辐射,学生将会拥有清晰的知识脉络和科学的学习方法。

因此,创设问题情境不仅能激发学生学习的热情,调动学习积极性,借助新旧知识的连接点,由已知向未知过渡,将旧知扩展、延伸,达到温故而知新的目的,更要充分利用情境,巧设合理台阶,让学生在兴趣中产生质疑,在质疑中引发深层次的思考,在思考中提高思维能力,感受化学与日常生活紧密相联。

二、设疑解难,提高思维能力

教学难点是指学生不易理解的知识,或不易掌握的技能技巧。教学难点的巧妙处理往往包含着丰富、曲折的认知探究过程,隐藏着对学生进行思维训练的良机。因此,创设有效的问题情境,将会突破教学难点,提高学生的思维能力。

《金属的化学性质》的难点是金属与另一种金属化合物的溶液能否发生反应。学生难以理解其反应原理与金属活动性的关系。两位老师采用不同的问题情境引入金属与另一种金属化合物溶液的反应,使得难点分散。方法一:教师演示铁与硫酸铜溶液反应的实验(学习第四单元时,小组完成该实验来验证质量守恒定律),学生回答实验现象:铁表面出现红色固体。教师提问:铁表面出现红色固体说明什么?学生回答:铁可以与硫酸铜溶液反应。教师追问:还说明什么?再次追问Fe和Cu谁更活泼?学生恍然大悟:因为Fe比Cu活泼,所以Fe能把Cu从它的化合物溶液中置换出来。从而得出金属的第3点化学性质,以及判断金属活动性顺序另一种方法。借助昔日的学生实验,唤醒学生Fe可以与CuSO4溶液反应的意识。再由金属与酸的探究实验结果,学生明白Fe比Cu活泼。这样金属与另一种金属化合物的溶液能否发生反应的学习难点就被轻易突破,学生轻松上路,归纳出相应的内容。方法二:学生由金属与酸之间的反应可知:Cu与稀盐酸不反应。教师演示实验:将银元加入到稀盐酸,观察到没有明显现象。可知Ag也不能与稀盐酸反应。教师提问:Cu与Ag都不能与稀盐酸发生反应,那么如何比较Cu、Ag的活动性强弱呢?带着这样的问题,学生查阅课本P11~P13,并根据提供实验用品,完成相关实验,验证自己的猜想。这一情境的创设起到设疑、质疑、析疑、解难的作用。学生带着问题上路,通过对文本的阅读、信息的加工和实验的操作,最终扫清学习中的障碍,困惑迎刃而解。

两种不同方案,前者教学活动以学生现有的认知水平为基准点,搭建合理的台阶,利用相关知识进行迁移,将难点巧妙分解。而后者设置问题情境造成学生的认知冲突,难点、困惑引发学生的思维冲突,激发学生的斗志,产生主动探究的欲望。实际教学过程中学生以“发现和提出问题→自主学习课本相关内容→实验探究解决困惑”为线索,自学自悟,积极参与课堂,大胆质疑、讨论、主动探究。不同层面的学生自学能力、思维能力、实验探究能力都有不同程度的提高。

三、凸显主线,传承学习能力

我认为:教学情境的创设,不仅要达到激发兴趣,引发深层思考;设疑解难,提高思维能力的功效,更要作为一条主线贯穿于教学过程的始终。不能有始无终,为了引题而引题,而是将重要内容、核心内容串联起来,便于学生有线可找,有章可循,有路可走,从而主动搭建合理的知识框架。长期以往学生思考问题的延续性、开阔性都会得到长足的发展。他们能将“形是不同”而“神相似”的学习内容相互传递、不同时期的学习能力相互承接、化学学科思想接续,达到无师自通的境界,学习效果自然不言而喻。

“慧眼识金属”这一环节的情境创设,使学生不仅可以利用金属的物理性质区别这3种金属,而且还会有更多、更巧妙方法来判别它们。事实上新课快要结束时该班所有的同学都能说出2~3种化学方法判别这3种金属,大多数同学还利用实验证明自己的见解,并小结出金属的3种化学性质,为完成本节课的学习任务交上圆满的答卷。

“祖传宝物,与您共享”的情境创设,呈现“面貌”差别很大四种金属,引起学生的关注。由金属与氧气的反应,延伸到与酸、与金属化合物的溶液的反应;由金属与氧气的反应,概括出比较不同金属化学性质的活动性有怎样的方法?“判断不同金属化学性质的活动性”这一主线将相关内容紧密相联、一脉相承,学生在主线的牵引下渐渐形成清晰的知识网络和科学的学习方法。与此同时,“金属能否与氧气反应”也为后面学习金属资源在自然界的存在形式也打下基础。

知识具有传递性,而学生的学习内容、学习方式、学习能力在其不断感悟过程中也会具有传递性。因此教师应借助于与众不同、生动活泼的问题情境的创设,采用不同的方式呈现给学生,用不同的方法来引导学生,努力营造愉悦的课堂氛围,这样才会激发学生产生浓厚而持续的学习兴趣和巨大的内驱力,学生才会主动参与课堂,学生的学习能力才能得到传承,从而最终达到乐学、好学、能学、会学的目的。(责任编辑:张华伟)

作者:张小红

化学实验情境教学法论文 篇3:

教真实的化学

摘要:化学教学中存在着缺乏情境、情境失真、情境负面等问题。作者基于教真实化学的教学理念,结合优秀经典案例,分析了如何创设有生活感的情境以实现促进学生理解的一些思路和做法,认为创设有生活感的情境可以从环境、饮食、健康、生活四个方面入手,选择学生有体验的情境素材,充分挖掘情境素材的教学价值。

关键词:真实化学;生活感;情境

doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2020.06.018

在《普通高中化学课程标准(2017版)》中,大部分主题都增加了“情境素材建议”内容,专门强调对学生在实际情境中解决问题能力的培养,从新课标的变化中可以看出创设教学情境的重要性。何为情境?王祖浩对“情境”的定义是:“情境通常是指教学情境或学习情境,是指教师在教学过程中运用各种手段和方式创设的一种适教和适学的情感氛围,从而为完成教学目标和任务奠定基础。”为何创设教学情境如此重要?创设情境教学有助于加强学科知识的实践应用、发挥学生的主体地位和教师的主导作用、实现教学的艺术性和科学性。

一、化学课堂中情境教学的现状

在当前的化学课堂教学中,教师已经意识到情境教学的优点,运用情境进行教学成为普遍的选择,但是情境教学的运用热情与实际效果的差距却十分显著,不时会看到“课堂上热热闹闹,课后也没学到多少”的现象。广大教师们创设了多种不同的教学情境,有的“取材于生活”,但情境过时、脱离学生当前生活背景,有的“取材于科学史”,虽然情节真实、却时间遥远,有的“取材于社会事件”,却将误用化学的负面后果暴露无遗、产生恐惧……这些低效的教学情境往往流于形式,很难让学生对创设的化学情境产生认同感与同理心。赞可夫认为:教学一旦触及学生的情绪和意志领域,触及学生的精神需要,这种教学法就能发挥高度的有效作用。因此想要发挥情境教学的效果,必须要教授真实的化学、激发学生的真情实感,创设朴实、有生活感的情境,引起学生的情感共鸣。

如何才能创设有生活感的情境,教真实的化学呢?笔者将用以下几个教学案例,谈谈思考与感悟。

二、有生活感的情境创设来源

影响化学情境创设有诸多因素,学情是其中很重要的一个因素,即学生的情感体验、经验基础、心理特点,王后雄等人根据教学情境离学生已有经验的“远近”来分类,将化学教学情境分为7类,如表1所示。

从实践情境到知识类情境这7种情境,其情境与学生经验感知的聯系在不断远离,实践情境和生活情境学生看得见摸得着,离学生经验最近,而知识类情境抽象,其熟悉程度视学生的掌握程度而定,不稳定性极高。学生情感获得、经验积累无一能够脱离学生生活中的衣食住行,环境、饮食、健康、生活、科技是学生生活中直观感觉的主要来源,因此,从环境、饮食、健康、生活、科技等方面人手,创设有生活感的情境,可以激发学生积极的直观经验感受。

三、创设有生活感情境的方法

1.从环境入手,创设有生活感的情境

工业的快速发展给人类带来了巨大的物质文明,但是同时我们的环境问题已经面临新的挑战,诸如:雾霾、酸雨等,化学作为一门自然学科,化学学习与环境紧密相连,那些关于环境污染与环境保护的实验都是与化学息息相关的,都是在化学知识的基础上建立的。下面“二氧化硫的性质与酸雨”教学案例中,就从身边的环境问题人手,创设了一个富有生活感的情境:

(1)提供生活背景资料:酸雨造成的危害。

(2)追问:“酸雨”距离我们究竟有多远?在日常生活中能找到“酸雨”侵蚀的痕迹吗?

(3)教师展示一张自己使用的自行车照片(自行车锈蚀斑斑),并让学生猜测这辆自行车用了几年?

(4)学生纷纷发表自己的见解、各抒己见,当教师告诉学生自行车的使用时间就是一年,大部分的学生都很震惊,如果说以往的学习使得他们对酸雨有所了解,也没想到酸雨就在自己身边!

在上述教学案例中,教师首先通过图片文字历数“酸雨”的种种危害,这是化学教师常用的情境创设方法之一,但是用这样的方式提供的信息使学生对“酸雨”认识仿佛置身其外。随即教师晒出自己的自行车,并让学生猜测自行车的使用年限时,教师的问题一下子拉近了学生与情境的距离,使学生对酸雨的认识从书本一下子跳跃到身边的生活中,感受强烈且真实。

2.从饮食入手,创设有生活感的情境

民以食为天,食物是学生每天摄入接触的,食物的形态、特性是学生较为了解、熟悉的实物,日常饮食与化学有着千丝万缕的联系,从饮食人手,除了可以让学生了解食物中的化学知识,还可以形象地培养学生的化学想象力,下面“蛋白质”教学案例中,就从身边的饮食人手,创设了一个富有生活感的情境:

(1)上课伊始,教师取出一枚鸡蛋,将蛋壳在烧杯边缘轻轻磕开,并使蛋清缓缓流人烧杯中。提问观察到的现象。

(2)学生回答涉及了颜色、密度、水溶性、粘稠度等物理性质。

(3)从粘稠度出发,认识分子的微观结构,教师帮助学生结合水、面条能否平均分成两份的生活经历,引导学生“看到”水是颗粒状的小分子,而鸡蛋清的微观结构是如同面条一样的长链型大分子。

对于蛋白质的教学往往止步于物理性质的学习,而该教师关注了粘稠度与分子结构之间的关系,教师引导学生结合饮食习惯与经验,从宏观角度理解微观分子的行为,从水可以直接倒出一半,面条不能分出一半(相互拖带、牵连),以及蛋清不能分出一半的现象,学生可以知道蛋清与面条相似的原因——有粘性而产生拖带,以此类比可以想象蛋清是长链型大分子。从蛋清的粘性流动中,学生形象地看到了蛋白质是长链型高分子化合物,从饮食实物形象地培养了学生的微观想象力。

3.从健康入手,创设有生活感的情境

每个人都期望自己能拥有地强健的体格、健康的身体,化学药品是维护健康、战胜疾病的有力武器,例如:青霉素、青蒿素等药物的出现,有效地遏制了病毒的传播、疾病的蔓延,化学在帮助人类营养保健与战胜疾病方面有极大的贡献。下面“铁的化合物的应用”教学案例中,就从身边的药品健康人手,创设了一个富有生活感的情境:

(1)展示背景资料:我国居民缺铁性贫血的严峻形势。

(2)展示教师本人的血常规化验单,检验结果(缺铁性贫血)与医嘱(补铁)。

(3)拿出自己服用的补铁剂,并展示说明书进行性质研究。

(4)授课结束前,教师取出一颗补铁药进行服用。

在上述案例中,教师首先用我国居民的贫血现状进行引入,这样的材料只需在网上搜索即可得到,但是这样的情境创设却充斥着虚假性,单纯地为创设情境而创设,缺乏真实感。但是授课教师别出新意,紧接着展示了自己的化验单,力证自己也是贫血大军中的一员,需要补铁,创设真实的情境一下子就得到学生的认同,如何选择效果最好的补铁剂成为重要的问题,为后续补铁剂的性质研究做好铺垫,使学生在情感上更容易接受事实情境,从化学角度掌握生活技巧,学以致用,从知识课堂走向生活课堂。在授课结束前,教师当堂服用补铁剂,更加坚定了学生“学习真实的化学”的认知。

4.从生活入手,创设有生活感的情境

我们生活在化学物质组成的世界中,生活中充满着化学的踪影,生活处处有化学,可以说化学与生活密不可分。下面“物质的分离方法——过滤”教学案例中,就从身边的生活细节人手,创设了一个富有生活感的情境:

(1)课前准备:上课前,教师随手从教室前的花坛中抓了一把泥,然后将其加到水中(将烧杯直接放置在讲台上,可供学生课间观看)。

(2)上课后教师叙述:上课前,泥水还是浑浊的,过一段时间后,你会发现,大量的大颗粒泥沙已经沉降,静置时间越长,你会发现烧杯中溶液清晰度越高。

对于过滤这一内容,教师没有特意采用实验室的药品进行配制,而是简单地从花坛中抓取一把泥沙进行实验,实验原料随意简单,但却能达到同样的效果,这样的操作可以使学生知道化学实验离我们本身并不遥远,可以来源于生活中的细节,增强学生对化学实验的熟悉感。

四、创设有生活感的情境对个人教学的意义

1.促进“学真实化学”的学习理念落地生根

普通高中化学课程标准要求创设真实且富有价值的问题情境,教师创设有生活感的情境赋予学生真实、具体的情境体验,给学生提供了形成和发展化学学科素养的重要平台,为学生化学学科素养提供了真实的表现机会。对师生教与学的理念发展而言,创设有生活感的情境,极大地丰富了其情感体验,促进了学生对“学真实化学”的学习理念以及教师对“教真实化学”的教学理念感性认知。

2.有利于化學知识体系建构

创设有生活感的情境作为化学教学的一个策略,就其实质而言,不是为了追求外在形式的新奇与刺激,而是为了把化学知识变得更有意义,让学生更容易理解化学知识,把化学学习变得更有价值,让学生更愿意主动地学习化学,在真实可感的情感体验中主动构建化学知识体系结构,并加以不断完善。

五、结语

创设有生活感的情境意在赋予学生真实、具体的情境体验,教授真实、有意义的化学,促进学生自发的情感认知与学习,激发原动力、提高学习品质。本文提供的案例具有一定的借鉴意义,在实践教学中可能存在一些不足之处,需在后期的实际教学中不断提高与完善。

作者:张瑜

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